国际规则对锂电池运输的特殊规定

朱洪坤,陶海华,陈 相,蒋 伟

(上海出入境检验检疫局危险品与包装检验鉴定中心,上海 200331)

随着能量密度的不断提高,锂电池的安全问题逐渐凸显出来。为此,《联合国关于危险货物运输的建议书——规章范本》(简称《规章范本》)给出了锂电池的 UN编号,分别为UN3090、UN3091、UN3480和 UN3481,并明确规定了锂电池作为危险货物,采用Ⅱ类包装进行运输[1-2]。电池本身的安全性能、功率和设计结构等,都会对运输安全造成很大的影响,联合国《规章范本》对锂电池给出了5项特殊规定。

本文作者对2011年第17版《规章范本》中的这些特殊规定进行解读,分析研究制定的原因及使用时的注意点。

1 特殊规定

1.1 特殊规定188

特殊规定188为锂电池及电池组的例外条款。

在实际运输过程中,一些能量较小的电池危险性不很高,且运输量往往很大。为了便于电池的运输,并区分危险程度,以便在出现危险情况时采取对应的措施,在特殊规定188中给出了对这些电池的例外条款。这些电池的运输将不受《规章范本》其他条款的约束,它们在特殊规定188中被定义为:锂金属或锂合金电池中金属锂含量不大于1 g;锂金属或锂合金电池组中金属锂含量不大于2 g;锂离子电池能量不大于20 Wh;锂离子电池组能量不大于100 Wh。

上述电池虽然能量较小,但仍具有一定的危险性,对此,特殊规定188对例外运输作了相应规定。

电池本身的安全特性,应能保证在运输过程中可预见的各种情况下,不会出现安全问题。为确保安全性,电池必须通过与《规章范本》配套的《试验与标准手册》中第38.8节(UN38.3)的所有运输安全测试。UN38.3测试只能作为有关部门的监管手段,只能测试抽取的样品。为了保证交付运输的所有电池的安全质量,特殊规定188还规定:电池生产企业必须对电池质量建立管理控制程序,相关过程必须保存记录;必要时,提供监管机构查阅。在《规章范本》的第2.9.4部分,具体规定了电池生产企业管理控制程序的内容。

例外电池不受《规章范本》其他规定的约束,因此不必满足通常危险品锂电池要求的Ⅱ类包装,但不是对包装没有要求。在特殊规定188中规定,例外电池包装应分为内、外包装。电池首先要被内包装完全包裹,避免在包装中发生外短路(包括与同一包装中任何可能引起电池短路的导体接触);然后,电池应装入符合《规章范本》第 4.1.1.1、4.1.1.2和4.1.1.5部分规定的——具有足够强度的外包装中。装有电池的包装件,必须进行1.2 m跌落测试,测试后,电池不能损坏;电池与电池之间不能因移动而相互接触;电池不能从包装件中跌出。单个的电池包装件,毛重不能超过30 kg;当锂电池装在设备中一起运输时,必须有相应措施,避免电池损坏或发生外短路;设备不应在运输过程中发生意外启动。装有锂电池的设备,应装入由适当材料做成的、具有足够强度的外包装中,除非设备可对电池提供与包装相同的保护。

除了上述技术条件外,在例外条款中运输的锂电池,同样需要对外告知具有的危险性。在通常情况下,锂电池包装件上,必须标明装有锂电池或电池组;同时应标注:电池包装件需要小心处理,如包装损坏可能会导致起火;如电池包装损坏,应采取的措施,包括必要时进行巡查或重新包装;且留有相关信息的咨询电话。电池在交付运输时,含有上述信息的文件,需一起提交给相关运输部门[1-2]。

较小的锂电池虽然可按照例外条款运输,但仍需要遵守特殊规定188中规定的内容。目前,有些机构把符合例外电池定义的锂电池直接划归为非危险品,或经UN38.3测试后划归为非危险品,按普通货物进行运输。这显然不符合《规章范本》的要求,为例外锂电池的运输埋下了安全隐患。

1.2 特殊规定230和310

特殊规定230和310均为危险品锂电池运输的条款。

锂电池不像其他危险货物有着明确的危险特性,只要按相应的包装和储存条件进行运输,就可保证安全。锂电池的安全与自身的性能有密切的关系;同时,装载方式对运输安全也有很大的影响。特殊规定230对危险品锂电池进行了相应规定(在《规章范本》第2.9.4部分进行了具体描述)。

首先,与例外锂电池相比,危险品锂电池具有更高的能量、更大的危险性,更加需要进行安全性能的检测及生产过程的控制,因此也需要通过UN38.3测试,且生产企业要有完善的管理控制程序。此外,危险品锂电池还需配备安全泄气装置,或在正常的运输过程中,能防止内部压力过大造成的炸裂。电池内部储存有相当的能量,如果非正常释放(如内短路、外短路、强制放电及过度充电等),会使电池发热,导致内部压力迅速提高。若无法及时将内部压力排出,可能导致破坏性的炸裂,电池在装载时必须采取有效措施,防止电池外短路,在并联的电池中设置防止产生反向电流的装置,避免某些电芯之间的充放电[1-4]。在满足上述条件的前提下,危险品锂电池才能被划归为 UN3480、UN3481、UN3090或UN3091中相应的条目,作为危险货物进行运输。

UN38.3测试需要一定数量的电池,但实际上,某些样品锂电池要运输到指定的实验室进行测试,但数量少,无法满足要求。对此,特殊规定310规定,数量少于100只的电池或电池组,或用于测试的设计原型电池,可不通过UN38.3测试。此时的电池处于设计研发阶段,危险性很难确定,因此特殊规定310加严了对包装的要求。样品锂电池不能使用通常危险品锂电池要求的Ⅱ类包装,而需采用金属、塑料及胶合板圆桶,或金属、塑料及原木箱子作为外包装。这些包装必须符合《规章范本》中Ⅰ类包装的要求,每只电池或电池组只能单独包装,包装需分内、外包装,并填充阻燃、绝缘的衬垫材料。为方便样品电池的测试,特殊规定310免去了UN38.3测试,但为了保证运输安全,包装要更严格[1,5]。

1.3 特殊规定348和360

特殊规定348和360分别为锂离子电池或电池组瓦时(Wh)数标注和锂电池动力汽车运输的条款。锂离子电池或电池组的Wh数可使运输及使用过程中的相关人员了解能量大小,以采取相应的防护措施。特殊规定348要求:2011年12月31日后生产的锂离子电池组,在外壳上必须标明电池组的Wh数。电动汽车从机械结构到运输数量等,与其他含有电池的设备相比,都存在特殊性。为满足电动汽车的运输需求,特殊规定360规定:采用锂金属电池组或锂离子电池组作为动力的纯电动汽车的运输,适用“UN3171电动汽车”条目,而不再使用UN3091或 UN3481条目[1]。

2 小结

由于锂电池的特殊性,运输不仅仅要符合通常危险货物运输的要求,在《规章范本》中对锂电池的运输,有相应的特殊条款。目前,国内有些检测机构对这些特殊条款的应用还不完善,对部分锂电池直接作为非危险货物进行运输,增加了锂电池的运输风险。建议加强对锂电池运输安全的监管,在确保运输安全的同时,促进锂电池行业的发展。

[1]ST/SG/AC.10/1/Rev.17,UN Recommendations on the Transport of Dangerous Goods——Model Regulations[S].

[2]ST/SG/AC.10/11/Rev.5/Amend.1,UN Recommendations on the Transport of Dangerous Goods——M anual of Tests and Criteria[S].

[3]Michael D F.Proposed amendments to UN ST/SG/AC.10/11:Transport of Dangerous Goods——Lithium Batteries[J].J Power Sources,1999,80(1):278-285.

[4]TANG Zhi-yuan(唐致远),CHEN Yu-hong(陈玉红),LU Xinghe(卢星河),et al.锂离子电池安全性的研究[J].Battery Bimonthly(电池),2006,36(1):74-76.

[5]WANG Cai-juan(王彩娟),WEI Hong-bing(魏洪兵),SONG Yang(宋杨).联合国锂电池运输标准对锂电池生产的要求[J].Battery Bimonthly(电池),2011,41(5):258-260.